Couleurs et Longueurs d'Onde | Physique-Chimie Seconde

Le spectre visible s'étend approximativement de :

• 380 nm (violet) à 780 nm (rouge)
• Soit une plage de 400 nm

• 1 Violet : 380-450 nm
• 2 Bleu : 450-495 nm
• 3 Vert : 495-570 nm
• 4 Jaune : 570-590 nm
• 5 Orange : 590-620 nm
• 6 Rouge : 620-780 nm

Les longueurs d'onde sont mesurées en :

• Nanomètre (nm) : 1 nm = 10⁻⁹ m
• Micromètre (μm) : 1 μm = 10⁻⁶ m
• Mètre (m) : unité du système international

• 1 500 nm = 5 × 10⁻⁷ m
• 2 700 nm = 7 × 10⁻⁷ m
• 3 400 nm = 4 × 10⁻⁷ m

La relation entre la vitesse de la lumière (c), la fréquence (ν) et la longueur d'onde (λ) est :

Où :

• c = vitesse de la lumière dans le vide = 3,00 × 10⁸ m/s
• λ = longueur d'onde en mètres (m)
• ν = fréquence en Hertz (Hz)

Quelle est la fréquence d'une radiation verte de longueur d'onde λ = 550 nm ?

L'œil humain contient deux types de cellules photoréceptrices :

• Bâtonnets : sensibles à la luminosité, fonctionnent en noir et blanc
• Cônes : responsables de la perception des couleurs

• S-cônes (bleus) : sensibles aux courtes longueurs d'onde (~420-440 nm)
• M-cônes (verts) : sensibles aux longueurs d'onde moyennes (~530-540 nm)
• L-cônes (rouges) : sensibles aux longues longueurs d'onde (~560-580 nm)

Quand la lumière rencontre un objet, plusieurs phénomènes peuvent se produire :

• Absorption : certaines longueurs d'onde sont absorbées par l'objet
• Transmission : certaines longueurs d'onde traversent l'objet
• Réflexion : certaines longueurs d'onde sont réfléchies

Un objet paraît d'une certaine couleur parce qu'il :

• absorbe certaines longueurs d'onde de la lumière blanche
• réfléchit ou transmet les autres longueurs d'onde

Exemple : une pomme rouge absorbe toutes les longueurs d'onde sauf celles correspondant au rouge, qu'elle réfléchit.

Un spectre d'émission est obtenu quand un corps chaud émet de la lumière. Il peut être :

• Continu : émis par un corps chaud dense (ex : Soleil)
• De raies : émis par des atomes gazeux excités (ex : néon)

Un spectre d'absorption est obtenu quand de la lumière blanche traverse un gaz froid. Des raies noires apparaissent aux longueurs d'onde absorbées par le gaz.

Les raies d'absorption correspondent aux mêmes longueurs d'onde que les raies d'émission du même élément.

λ = 632,8 nm = 632,8 × 10⁻⁹ m

c = 3,00 × 10⁸ m/s

Utilisons la relation : c = λ × ν

λ = 632,8 nm correspond à la plage 620-780 nm

Cette longueur d'onde correspond donc à la couleur rouge.

λ = 632,8 nm = 632,8 × 10⁻⁹ m

Ou encore : 6,328 × 10⁻⁷ m

• Le spectre visible s'étend de 380 nm (violet) à 780 nm (rouge)
• La lumière est une onde électromagnétique
• La couleur perçue dépend de la longueur d'onde de la lumière reçue

• c = λ × ν (relation entre vitesse, longueur d'onde et fréquence)
• c = 3,00 × 10⁸ m/s (vitesse de la lumière dans le vide)

• Absorption : certaines longueurs d'onde sont absorbées
• Transmission : certaines longueurs d'onde traversent
• Réflexion : certaines longueurs d'onde sont renvoyées

• Télécommunications : fibres optiques utilisant des longueurs d'onde spécifiques
• Médecine : imagerie médicale (IRM, radiologie) basée sur les propriétés des ondes
• Astronomie : analyse des spectres pour identifier les éléments dans les étoiles
• Photographie : filtres colorés et correction chromatique

• Verre teinté : absorption sélective de certaines longueurs d'onde
• Écrans LCD/LED : émission de lumière à des longueurs d'onde précises
• Lunettes de soleil : filtration des UV et réduction de l'intensité lumineuse
• Peintures et textiles : pigments qui absorbent certaines longueurs d'onde